JPH035616A

JPH035616A - 燃焼排ガス内の窒素酸化物、硫黄酸化物及び塩化水素の同時低減方法

Info

Publication number: JPH035616A
Application number: JP1140819A
Authority: JP
Inventors: Masanori Konishi; 正則小西; Kenzo Kuwata; 桑田　賢三; Tetsuo Minoda; 蓑田　哲生; Ayumi Shimizu; 歩清水; Masaaki Takemoto; 竹本　政昭; Teizo Tamura; 田村　禎三; Akihiko Mitani; 明彦三谷; Iwao Mogi; 茂木　岩夫; Koichiro Doi; 土井　晃一郎; Hidehiro Kito; 木藤　栄寛
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 1989-06-01
Filing date: 1989-06-01
Publication date: 1991-01-11
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JP2788997B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は燃焼によって発生する窒素酸化物、硫黄酸化物
及び塩化水素の低減方法の改良に関するものであり、主
としてボイラや塵芥焼却炉、産業廃棄物焼却炉、汚泥焼
却炉等の燃焼設備に於いて利用され、湿式法ではなくし
て乾式法により、上記窒素酸化物、硫黄酸化物及び塩化
水素を同時に低減、除去するものである。

（従来の技術）所謂乾式法により、燃焼排ガス中から燃焼の際に発生す
る窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、塩化
水素（ＨＣｌ２）の王者を同時に除去する方法として下
記の（Ａ）の如き方法が、また、主としてＳＯｘとＨＣ
Ｑの王者を同時に除去する方法として下記の（Ｂ）の如
き方法が、これ迄に夫々実用に供されている。

Ωす方塾 ■　温度が約３５０℃以下の燃焼排ガス内へ粉体状又は
スラリー状の消石灰（Ｃａ　（ＯＨ）ｚ）（若しくは水
酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、炭酸カルシウム（Ｃａ　
ＣＯ３）等を噴霧し、■　排ガス内のＳＯｘやＨＣＱ、
Ｎｏ２と反応させて硫酸カルシウムや亜硫酸カルシウム
、塩化カルシウム、硝酸塩（亜硝酸塩）等を生成させ ■　前記反応生成物をバグフィルタ−や電気集塵機で捕
集する。

０１九流 ■　温度が約８００℃〜９５０℃の燃焼室内の燃焼ガス
内へ炭酸カルシウム（Ｃａ　ＣＯｓ　）やドロマイト（
ＭｇＣＯ３・ＣａＣ０３）の薬剤を噴霧し、 ■　排ガス中のＳＯｘやＨＣＱと反応せしめてカルシウ
ム塩を生成させ、 ■　反応生成物であるカルシウム塩を集塵装置等で捕集
する。

而して、前記従前の（Ａ）方法は、ＳＯｘとＨ（１につ
いては比較的高い除去率（約７０〜８０％）を容易に得
ることが出来、優れた実用的効用を奏するものである。

しかし、Ｎ　Ｏｘに関してはその除去率が極めて低く（
約２〜５％）、実用的な除去効果が得られないという問
題がある。

尚、ＮＯｘに対する除去率が極めて低いのは、噴霧され
たＣ　ａ　（ＯＨ）ｚやＮａＯＨ，ＣａＣＯ３等のアル
カリ剤がＮＯ２とだけしか反応せず、ＮＯｘ内の大部分
（約９５％）を占めるＮｏがそのまま除去されずに排出
されるからである。

又、前記従前の（Ｂ）方法にあっても同様であり、ＮＯ
ｘに関しては殆んど除去効果が無いという欠点がある。

一方、ＮＯを何等かの方法により酸化してＮＯ□にする
ことが出来れば、前述の通りＮＯ□がアルカリ剤と反応
して硝酸塩（亜硝酸塩）となるため、アルカリ剤を用い
た乾式法により、ＳＯｘとＨｃＱとＮＯｘの王者を同時
に高い除去率で除くことが可能となる。

そのため、現在各種のＮｏの酸化方法、例えばコロナ放
電法やプラズマ放電法、電子線照射法、オゾン（０３）
注入法等の開発が進められているが。

何れも設備費が高価になるうえ、酸化に要するエネルギ
ー費も高価となり、設備費並びに運転費の両面から実用
化が困難な状態にある。

その結果、現時点に於いては、ＮＯｘ−８Ｏｘ・ＨＣＱ
の三成分同時除去は実用化が図られておらず、ＨＣＱと
ＳＯｘをアルカリ剤の注入による乾式法により除去する
と共に、ＮＯｘの方は無触媒還元法や選択式触媒還元法
により除去するという二種の除去方法を併用する方式が
、広く実用化されている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、燃焼排ガス中の有害物の除去に二種の除去方法
を併用するシステムは、設備費や運転費が高騰するだけ
でなく、設備の保守管理にも多くの手数を要するという
問題がある。

本発明は、従前の燃焼排ガス内の有害物質の除去処理に
於ける上述の如き問題を解決せんとするものであり、特
別なＮＯの酸化設備を併用することなく、アルカリ剤を
用いた乾式法によってＳＯｘとＨＣＱとＮＯｘの三成分
を同時に、しかも何れの成分に対しても高除去率で除く
ことが出来るようにした有害物除去方法を提供するもの
である。

（課題を解決するための手段）本件請求項（１）に記載の発明は、従来のアルカリ剤を
用いた乾式法の如く、３５０℃以下の低温排ガス中へア
ルカリ剤を噴霧するのでは無く、燃焼室内の８００℃以
上の高温の燃焼ガスゾーンへアルカリ剤を吹き込むこと
を発明の基本構成とするものである。

また、本件請求項（４）に記載の発明は、燃焼室内の８
００℃以上の高温の燃焼ガスゾーンヘアルカリ剤を吹き
込むと共に、排ガス内のＨＣＱやＳＯｘとアルカリ剤と
の反応生成物を集塵装置によって捕集することを発明の
基本構成とするものである。

（作用）８００℃以上の高温の燃焼ガスゾーンへＮａＯＨ等のア
ルカリ剤を吹き込むことにより、■ＮＯｘの発生そのも
のが著しく低減すると同時に、■ＨＣｆｉやＳＯｘがア
ルカリ剤と反応して塩化ナトリウムや硫酸ナトリウム等
の塩類が形成される。

また、前記中和反応により形成された塩類は、燃焼排ガ
スの下流側に設置された集塵装置により捕集除去される
。

前記「■ＮＯｘの発生そのものが低減する」という事象
の理由は未だ十分に解析されていないが、８００℃以上
の高温の燃焼ガスゾーンへアルカリ剤を吹き込むことに
より、後述する如くＣＯの発生が著しく増加することか
らして、アルカリ剤が燃焼反応そのもにの何等かの影響
を与え、これによりＮＯｘの発生そのものが抑えられた
ものと推定される。即ち、吹き込まれたアルカリ剤は、
■燃焼段階でＮＯｘの発生を抑える役割をしているか、
又は■発生したＮ　Ｏｘを高温下でＮ２に還元する触媒
的な作用をしているか、或いは＠前記■及び■の前作用
を並列的に果たしているかの何れかであると推定される
。

（実施例）以下、本発明の一実施例を具体的に説明する。

第１図は、本発明の実施に供した廃熱ボイラ付ごみ焼却
炉の概要を示すものであり、図に於いて１はごみ供給ホ
ッパー　２はプッシャー　３は乾燥ストーカ、４は燃焼
スト力、５は後燃焼スト力、６はコンベヤ、７は廃熱ボ
イラ、８は電気集塵装置、９は誘引ファン、１ｏは煙突
、１１は燃焼室である。

アルカリ剤の噴霧ノズル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ。

１２ｃｌはスト力３，４．５の上方に４個設けられてお
り、何れも燃焼が激しく行なわれている火炎中にある。

又、当該噴霧ノズル１２ａ、１２ｂ。

１２ｃ、１２ｄは、何れもストーカ上の高温の燃焼ガス
中へ向けられており、各ノズルから所定流量のアルカリ
剤水溶液１３が噴出される。

前記ごみ焼却炉は３００　Ｔｏｎ／２４１（ｒのごみ焼
却能力を有する平均的な都市ごみ焼却炉であり、その平
均排ガス量は８０．０００ＤｒｙＮｒｎ”／Ｈｒである
。

また、当該ごみ焼却炉のアルカリ剤水溶液を噴霧する前
に定常運転時に於ける排ガス中の有害酸物濃度（平均）
は第１表の通りであった。

第１表　有害物の平均濃度（アルカリ剤噴霧前）本実施
例に於いては、アルカリ剤としてＮａＯＨを使用し、先
ず最初に、前記第１表に記載の濃度のＨＣＱとＳＯｘの
合計量を中和するために必要なＮａＯＨの理論計算量Ｑ
（ｋｇ／Ｈｒ）を算定しておく、即ち、平均排ガス量８
０．０ＯＯＮｒｒｌ’／Ｈｒの下に於ける前記ＮａＯＨ
の所要理論計算量Ｑ（ｋｇ／Ｈｒ）は、Ｑ＝（７６０＋６０Ｘ２）Ｘ８０．０ＯＯＸ１Ｅ臀Ｘ４
０＝１２５．７ｋｇ／Ｈｒとなる。尚、ここで当該Ｑを
１当量と呼称する。

次に、前記１２５．７ｋｇ／ＨｒのＮａＯＨを水溶液と
し、このアルカリ水溶液を前記４個のノズル１２から８
００℃以上の高温の燃焼ガス中へ噴霧した。

高温燃焼ガス中へ噴霧されたＮ　ａ　ＯＨの水溶液は、
急速にその水分が蒸発され、ＮａＯＨの方はヒユーム状
となって燃焼ガス内へ混合されて行くことが観測されて
いる。

前記ＮａＯＨの噴霧により生成した反応物は。

集塵装置８で捕集され、その結果ＳＯｘ、ＨＣＱ及びＮ
Ｏｘの除去率は夫々９０％、８５％及び４０％となった
。

下記の第２表は、同じごみ焼却炉に於いて、ＮａＯＨの
噴霧量を変えた場合の有害成分の除去率を示すものであ
り、ＮａＯＨの１当量は前述の通りＱ＝１２５．７ｋｇ
／Ｈｒである。

第２表有害物質の除去率（％）前記ＮａＯＨ水溶液をストーカ上方の燃焼炎中へ噴霧す
ると、高温燃焼ゾーンに於けるＣＯ量が著しく増大する
ことが観測されている。第２図は、ＮａＯＨ水溶液（１
当量）を噴霧する前（曲線Ａ）と噴霧した後（曲線Ｂ）
の燃焼排ガス中のＣＯ量を示すものであり、Ｎ　ａ　Ｏ
Ｈの噴霧によりＣＯ量が急増する。このことは、前述の
如くアルカリ剤が燃焼反応に大きな影響を与えているこ
とを示すものであり、これによってＮＯｘの低減が誘起
されているものと推定される。

一方噴霧されたＮａＯＨと有害物質（ＳＯｘ。

ＨＯ２）との中和反応によって発生した塩類は、排ガス
と共に集塵装置８へ導出され、ここで排ガス内から捕集
除去される。

前記第２表の結果からも明らかな様に、噴霧するＮａＯ
Ｈ量は０．６〜１．４当量位が適量である。

１．４当量以上のＮａＯＨを噴霧しても、有害成分の除
去率があまり向上しないうえ、燃焼の安定性等に悪影響
が出るからであり、また、０．６当量以下の場合には、
有害ガス除去率が十分でないからである。

また、Ｎ　ａ　ＯＨ水溶液はストーカ上方の燃焼炎内へ
噴霧するのが最適であり、温度が８００℃以下の燃焼ガ
ス内へＮ　ａ　ＯＨ水溶液を噴出しても、十分なＮＯｘ
の低減を図れないことが判明している。

更に、本実施例ではアルカリ剤としてＮａＯＨを使用し
ているが、ＫＯＨを使用した場合にもＮａＯＨの場合と
ほぼ同じ有害物質の除去率を得ることか可能なことが確
認されており、ＮａＯＨやＫＯＨ以外のアルカリ性物質
であっても良いことは勿論である。

（発明の効果）本発明に於いては、８００℃以上の高温の燃焼ガスゾー
ンへアルカリ剤を吹き込んでアルカリ剤とＨＣＱ及びＳ
Ｏｘを中和反応させ、反応生成物を集塵装置により捕集
除去すると共に、燃焼反応へのアルカリ剤の影響を利用
してＮＯｘそのものの発生を抑制する構成としている。

その結果、アルカリ剤を用いた乾式法により。

ＳＯｘ、ＨＣＱ及びＮＯｘの王者を同時にしかも高除去
率で除くことが可能となり、従前のＮｏの酸化装置を用
いたり、或いは二種類の除去方法を併用してＳＯｘ及び
ＨＣＱとＮＯｘとを夫々分けて除去する方法に比較して
、排ガス処理の設備費や運転費の大幅な引下げが可能と
なる。

本発明は上述の通り、優れた実用的効用を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、−本発明を適用したごみ焼却炉の概要図であ
る。第２図は、本発明を実施した場合の燃焼排ガス内のＣＯ
量を示す線図である。３．４．５　　ストーカ７　　　　　廃熱ボイラ８、　　　　　集塵装置１１　　　　　　燃焼室１２　　　　　　噴霧ノズル１３　　　　　　アルカリ土類金属第１図第２図Ｃ○ ０１２３４５０２°１００発０発 ■出願人　円相 ■出願人　三谷＠出願人　茂木禎明度岩夫大阪府大阪市北区堂島浜１丁目３番お号　株式会社タク
マ内大阪府大阪市北区堂島浜１丁目３番ｎ号　株式会社タク
マ内

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃焼装置内の８００℃以上の高温の燃焼ガスゾー
ンへアルカリ剤を吹き込むことを特徴とする燃焼排ガス
内の窒素酸化物、硫黄酸化物及び塩化水素の同時低減方
法。
（２）水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ
剤水溶液を高温の燃焼ガスゾーン内へ噴霧するようにし
た請求項（１）に記載の燃焼排ガス内の窒素酸化物、硫
黄酸化物及び塩化水素の同時低減方法。
（３）燃焼排ガス内の塩化水素と硫黄酸化物の合計量の
中和に必要とするアルカリ剤の理論計算量Ｑ（ｋｇ／Ｈ
ｒ）の０．６〜１．５倍のアルカリ剤を高温燃焼ガスゾ
ーンへ吹き込むようにした請求項（１）に記載の燃焼排
ガス内の窒素酸化物、硫黄酸化物及び塩化水素の同時低
減方法。
（４）燃焼装置内の８００℃以上の高温の燃焼ガスゾー
ンへアルカリ剤の水溶液を噴霧すると共に、排ガス内の
硫黄酸化物及び塩化水素とアルカリ剤との中和反応生成
物を集塵装置により捕集することを特徴とする燃焼排ガ
ス内の窒素酸化物、硫黄酸化物及び塩化水素の同時低減
方法。